光制御体及び該光制御体の製造方法
【課題】光有効利用率が高い光制御体を提供する。
【解決手段】光源から出射した光を集光させる光制御体１である。光制御体１の上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズ２が並列に配置され、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角が不規則に異なる構成とされている。この構成により、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。ここで、柱状三角プリズムレンズの頂部は略円弧の一部からなる曲面部を有することが好ましい。光制御体を成形するための金型を切削バイトで切削する際に、切削バイトの切削誤差が顕著に現れないので、金型の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体の製造コストも抑制することができる。
【解決手段】光源から出射した光を集光させる光制御体１である。光制御体１の上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズ２が並列に配置され、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角が不規則に異なる構成とされている。この構成により、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。ここで、柱状三角プリズムレンズの頂部は略円弧の一部からなる曲面部を有することが好ましい。光制御体を成形するための金型を切削バイトで切削する際に、切削バイトの切削誤差が顕著に現れないので、金型の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体の製造コストも抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に大型で高輝度と輝度均一性が必要とされる光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等に好適に用いられる照明装置及び画像表示装置の光制御体及び該光制御体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度と輝度均一性が必要とされる光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等に用いられる光制御体は、特許文献１〜特許文献４に開示されているように、光入射面側が平滑面で出射面側に柱状三角プリズムレンズが並列に配置されている。ここで、柱状三角プリズムレンズの頂角としては、高い正面輝度を達成することを目的とするため、何れも略９０°が適応されている。
【０００３】
しかし、液晶ディスプレイ装置の光制御用部材として、柱状三角プリズムレンズが並列に配置された光制御体を用いた場合、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物と重ね合わせた際にモアレ模様を呈したり、或いは液晶ディスプレイ装置をなす液晶パネルのピクセル格子との干渉によるモアレ模様を呈する。
【０００４】
そこで、特許文献２〜特許文献４の光制御体は、柱状三角プリズムレンズのピッチを不規則に配列したり、或いは溝深さを異なるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３２６１２７号公報
【特許文献２】特表２０００−５０８７８６号公報
【特許文献３】特表２００２−５０４６９８号公報
【特許文献４】ＵＳ７，１８０，６７２ Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜特許文献４の光制御体は、柱状三角プリズムレンズの頂角として、最も高い正面輝度特性（輝度上昇率）を得るために、略９０°（π／２ｒａｄ）が適応されている。そのため、左右約５０°（（２π／３６０）×５０ｒａｄ）以上の広視野領域での輝度が持ち上がるサイドローブ現象を呈し、光有効利用率が著しく損なわれるという問題を抱えている。
【０００６】
本発明は、光有効利用率が高い光制御体及び該光制御体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光制御体は、光源から出射した光を集光させる光制御体であって、
該光制御体の上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズが並列に配置され、互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なる構成とされている。この構成により、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。
【０００８】
上述の互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角は２π／３６０ｒａｄ以上異なることが好ましい。
【０００９】
上述の互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角は、少なくとも１ｍｍの区間内で異なっており、該区間内に形成された柱状三角プリズムレンズ群が周期的に並列に配置されていても良い。
【００１０】
上述の柱状三角プリズムレンズの頂部は略円弧の一部からなる曲面部を有することが好ましい。光制御体を成形するための金型を切削バイトで切削する際に、切削バイトの切削誤差が顕著に現れないので、金型の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体の製造コストも抑制することができる。
【００１１】
上述の柱状三角プリズムレンズの高さは一定であることが好ましい。このような形状の光制御体は押出成形法に適している。
【００１２】
上述の互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂部のピーク間距離（Ｐ）と、頂部の曲面部の半径（Ｒ）が、
２０μm≦Ｐ≦１５０μm、
３μm≦Ｒ≦２５μm、
の範囲にあり、
かつ、該柱状三角プリズムレンズの頂角（φ）が、
(２π／３６０)×８０ｒａｄ≦φ≦(２π／３６０)×１１０ｒａｄ、
の範囲にあることが好ましい。この構成により、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。
【００１３】
上述の柱状三角プリズムレンズの左右の底角は互いに異なる、形状とすることができる。
【００１４】
上述の柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面は非平滑なエンボス面であることが好ましい。柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生し難い。
【００１５】
上述の光制御体に光拡散材が混入されていることが好ましい。柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生し難い。
【００１６】
上述の光制御体は光拡散材が混入された層を有することが好ましい。柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生し難い。
【００１７】
本発明に係る光制御体の製造方法は、光源から出射した光を集光させる光制御体を製造する方法であって、
互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なり、且つ該柱状三角プリズムレンズの頂部が略円弧の一部からなる曲面部を有する光制御体を成形するべく、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部を有する切削バイトを用いて金型を作成し、
該金型を用いて光制御体を成形する。光制御体を成形するための金型を切削バイトで切削する際に、切削バイトの切削誤差が顕著に現れないので、金型の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体の製造コストも抑制することができる。
【００１８】
このとき、演算装置によって乱数を発生させ、該乱数に基づいて柱状三角プリズムレンズの頂角の不規則性を定めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光有効利用率が高い光制御体及び該光制御体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る光制御体の実施形態を、図面に基づいて説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２１】
この光制御体１は、通例の光制御体と同様に、光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等の光制御用部材として用いられ、光源から出射した光を集光させるものである。
【００２２】
図１に示す光制御体１は、上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズ２が並列に配置されたフィルム又はシート状物であって、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角φ（図１５）が不規則に異なる構成とされている。
【００２３】
具体的には、柱状三角プリズムレンズ２の頂角φは、サイドローブ現象を抑制することができるように、（２π／３６０）×８０ｒａｄ≦φ≦（２π／３６０）×１１０ｒａｄの範囲とされ、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角は２π／３６０ｒａｄ以上異なるように形成されている。そのため、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。
【００２４】
ここで、本発明でいう「不規則」とは、少なくともある区間において、規則性がないことをいう。つまり、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角が、全ての領域でランダムに異なる場合に限らず、少なくとも所定の区間内でランダムに異なっており、この区間内に形成された柱状三角プリズムレンズ群が周期的に並列に配置されても良い。このとき、所定の区間としては、モアレ模様を抑制できるように、１ｍｍ以下とすることが好ましい。ちなみに、柱状三角プリズムレンズ２の不規則性は、演算装置によって乱数を発生させ、この乱数に基づいて定めることができるが、この限りではない。
【００２５】
さらに図１に示す光制御体１は、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂部のピーク間距離Ｐ（図１５）が異なる構成とするべく、柱状三角プリズムレンズ２の左右の底角α、β（図１５）とが異なる形状としている。または、柱状三角プリズムレンズ２の左右の斜辺の長さが異なる形状としている。より確実にモアレ模様を抑制できる。また、各々の柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線になるので、柱状三角プリズムレンズ２が配置された側に他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が生じにくい。
【００２６】
しかも、図１に示す光制御体１は、柱状三角プリズムレンズ２の頂部が略円弧の一部からなる曲面部３を有している。そのため、詳細は後述するが、光制御体１を製造する際に金型の製造誤差が顕著に現れないので、製品歩留まりを大幅に改善できる。
【００２７】
柱状三角プリズムレンズ２の頂部のピーク間距離Ｐは、成形金型の彫刻精度及び賦形転写性の限界、並びに回折などの問題から２０μｍ以上とされ、液晶パネルのピクセル格子との干渉によるモアレ模様の抑制から１５０μｍ以下とされることが好ましい。このとき、柱状三角プリズムレンズ２の頂部の曲面部３の半径Ｒ（図１５）は、正面輝度を高くする効果を確保するためにプリズム平均ピッチの３０％、好ましくは２０％以下が良く、３μｍ以上、２５μｍ以下とされることが好ましい。
【００２８】
なお、図示は省略するが、柱状三角プリズムレンズ２が配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生しないように、柱状三角プリズムレンズ２が配置された反対側の面は非平滑なエンボス面であることが好ましい。または、光制御体１の基材４内に光拡散材が混入されていることが好ましい。または、基材４は光拡散材が混入された層を有することが好ましい。
【００２９】
このような構成の光制御体１は、以下のように製造される。
光制御体１は、通例の光制御体と同様に、表面が平滑で厚さ精度が高い光透過性の延伸ＰＥＴフィルムを基材としてフィルムの一方の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いてプリズム形状を転写する２Ｐ成形法や放射線硬化樹脂を用いたＥＢ成形法で製造することができる。または光制御体１は、熱可塑性樹脂を溶融して一対の賦形ロールで圧搾及び冷却することにより、プリズム形状を転写賦形する押出成形法、平金型を用いた射出圧縮成形法等で製造することができる。
【００３０】
何れの製法においても、プリズム形状を転写賦形するロール状、或いは平板状の金型製作が必要となるが、溝の彫刻手段としてはＮＣ付きロール旋盤装置若しくはＮＣ付きシェーバー切削装置が用いられる。
【００３１】
例えば、切削バイトによって１ピッチ分ずつ金型を切削する方法が採られる。先ず切削バイトを所定の深さだけ切り込んでプリズム形状の１ピッチ分の切削を完了する。続いて切削バイトを１ピッチ分ロールの軸方向へ移動し、プリズム形状の１ピッチ分を切削する工程を繰り返す。
【００３２】
光制御体１を製造するための金型を切削する際には、以下の二種類の方法を好適に採用することができる。
【００３３】
第１の切削方法は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部５を有する三角形状の切削バイト６を用いて、金型７の溝底部が柱状三角プリズムレンズ２の曲面部３に倣った曲面部８を有するように切削する。
【００３４】
具体的には、この切削バイト６を、図２（ａ）に示すようにプリズム形状の一方の斜辺に合わせて傾斜させ、切削バイト６を金型７に対して斜め方向に進行させて所定の深さまで切り込む。そして、切削バイト６を一旦引き上げて、切削バイト６を回転させて、プリズム形状の他方側の斜辺に合わせて傾斜させ、図２（ｂ）に示すように切削バイト６を金型７に対して斜め方向に進行させて所定の深さまで切り込むと、プリズム形状の１ピッチ分の切削が完了する。この工程を繰り返して所定の個数の溝を切削する。そのため、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、切削バイト６に切削誤差が生じても、金型７の溝底部の形状が曲面であり、しかも切削バイト６の刃先頂部も曲面であるので、切削バイト６の切削誤差が顕著に現れない。特に、光制御体１の柱状三角プリズムレンズ２の頂角、ピーク間距離及び曲面部３の半径が異なる場合は、切削バイト６の切削誤差が生じやすいが、上述のように切削バイト６の切削誤差が顕著に現れないので、金型７の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体１の製造コストも抑制することができる。
【００３５】
第二の切削方法も、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部５を有する三角形状の切削バイト６を用いて、金型７の溝底部が柱状三角プリズムレンズ２の曲面部３に倣った曲面部８を有するように切削する。
【００３６】
具体的には、図４（ａ）に示すように、切削バイト６をプリズム形状の一方の斜辺に合わせて傾斜させ、切削バイト６を金型７に対して鉛直方向に進行させて所定の深さまで切り込む。そして、切削バイト６を一旦引き上げて、切削バイト６を回転させて、プリズム形状の他方側の斜辺に合わせて傾斜させ、図４（ｂ）に示すように切削バイト６を金型７に対して鉛直方向に進行させて所定の深さまで切り込むと、プリズム形状の１ピッチ分の切削が完了する。この工程を繰り返して所定の個数の溝を切削する。そのため、第二の切削方法も、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、切削バイト６に切削誤差が生じても、金型７の溝底部の形状が曲面であり、しかも切削バイト６の刃先頂部も曲面であるので、切削バイト６の切削誤差が顕著に現れない。特に、光制御体１の柱状三角プリズムレンズ２の頂角、ピーク間距離及び曲面部３の半径が異なる場合は、切削バイト６の切削誤差が生じやすいが、上述のように切削バイト６の切削誤差が顕著に現れないので、金型７の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体１の製造コストも抑制することができる。
【００３７】
このように製造した金型７を用いて樹脂材料を成形し、光制御体１を製造する。金型７の溝底部は、曲面に形成されているので、金型７から光制御体１を脱形する際に、光制御体１の柱状三角プリズムレンズ２の頂部が損傷しにくい。
【００３８】
なお、光制御体１の形状は、図１に示した形状に限られず、図６〜図９に示すような柱状三角プリズムレンズ２を配置し、各柱状三角プリズムレンズ２の頂部を結んだ線が直線になるように、柱状三角プリズムレンズ２の高さＨを一定にしても良い。このような形状の光制御体１は押出成形法に適している。また、図１０〜図１２に示すような柱状三角プリズムレンズ２を配置し、各柱状三角プリズムレンズ２の頂部を結んだ線が折れ線になるようにしても良い。このような形状の光制御体１は、上述したようにモアレ模様及びサイドローブ現象の抑制に寄与するだけでなく、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が生じにくい。
【実施例】
【００３９】
＜実施例１＞
本実施例の光制御体１００は、図１３に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端（頂部）の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°＝（２π／３６０）×１１０ｒａｄ）、φｍｉｎ＝８０°＝（２π／３６０）×８０ｒａｄ）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β：αとの関係）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。なお、各要素は、図１５に示しており、他の実施例でも同様とする。
【００４０】
＜実施例２＞
本実施例の光制御体２００は、図１６に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°、φｍｉｎ＝８０°）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が一定（０．０４０ｍｍ）、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４１】
＜実施例３＞
本実施例の光制御体３００は、図１７に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°、φｍｉｎ＝８０°）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。
【００４２】
＜実施例４＞
本実施例の光制御体４００は、図１８に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°、φｍｉｎ＝８０°）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が一定、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４３】
＜実施例５＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図８に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。
【００４４】
＜実施例６＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図９に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。
【００４５】
＜実施例７＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図１１に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４６】
＜実施例８＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図１２に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４７】
上記実施例１〜８の光制御体は、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率が向上することが確認できた。ちなみに、本発明の光制御体１は、成形性などを考慮して実施例４の形態が最も好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態の光制御体を概略的に示した部分斜視図である。
【図２】金型を切削バイトで切削する工程を概略的に示した断面図である。
【図３】金型を切削バイトで切削する際に生じる誤差を示した説明図である。
【図４】金型を切削バイトで切削する異なる工程を概略的に示した断面図である。
【図５】金型を切削バイトで切削する際に生じる誤差を示した説明図である。
【図６】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図７】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図８】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図９】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１０】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１１】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１２】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１３】本発明の実施例１の光制御体を示した側面図である。
【図１４】実施例の柱状三角プリズムレンズの構成を詳細に示した図である。
【図１５】柱状三角プリズムレンズの各要素を示した説明図である。
【図１６】本発明の実施例２の光制御体を示した側面図である。
【図１７】本発明の実施例３の光制御体を示した側面図である。
【図１８】本発明の実施例４の光制御体を示した側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 光制御体
２ 柱状三角プリズムレンズ
３ 曲面部
４ 基材
５ 切削バイトの曲面部
６ 切削バイト
７ 金型
８ 金型の曲面部
１００ 光制御体
２００ 光制御体
３００ 光制御体
４００ 光制御体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に大型で高輝度と輝度均一性が必要とされる光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等に好適に用いられる照明装置及び画像表示装置の光制御体及び該光制御体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度と輝度均一性が必要とされる光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等に用いられる光制御体は、特許文献１〜特許文献４に開示されているように、光入射面側が平滑面で出射面側に柱状三角プリズムレンズが並列に配置されている。ここで、柱状三角プリズムレンズの頂角としては、高い正面輝度を達成することを目的とするため、何れも略９０°が適応されている。
【０００３】
しかし、液晶ディスプレイ装置の光制御用部材として、柱状三角プリズムレンズが並列に配置された光制御体を用いた場合、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物と重ね合わせた際にモアレ模様を呈したり、或いは液晶ディスプレイ装置をなす液晶パネルのピクセル格子との干渉によるモアレ模様を呈する。
【０００４】
そこで、特許文献２〜特許文献４の光制御体は、柱状三角プリズムレンズのピッチを不規則に配列したり、或いは溝深さを異なるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３２６１２７号公報
【特許文献２】特表２０００−５０８７８６号公報
【特許文献３】特表２００２−５０４６９８号公報
【特許文献４】ＵＳ７，１８０，６７２ Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜特許文献４の光制御体は、柱状三角プリズムレンズの頂角として、最も高い正面輝度特性（輝度上昇率）を得るために、略９０°（π／２ｒａｄ）が適応されている。そのため、左右約５０°（（２π／３６０）×５０ｒａｄ）以上の広視野領域での輝度が持ち上がるサイドローブ現象を呈し、光有効利用率が著しく損なわれるという問題を抱えている。
【０００６】
本発明は、光有効利用率が高い光制御体及び該光制御体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光制御体は、光源から出射した光を集光させる光制御体であって、
該光制御体の上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズが並列に配置され、互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なる構成とされている。この構成により、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。
【０００８】
上述の互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角は２π／３６０ｒａｄ以上異なることが好ましい。
【０００９】
上述の互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角は、少なくとも１ｍｍの区間内で異なっており、該区間内に形成された柱状三角プリズムレンズ群が周期的に並列に配置されていても良い。
【００１０】
上述の柱状三角プリズムレンズの頂部は略円弧の一部からなる曲面部を有することが好ましい。光制御体を成形するための金型を切削バイトで切削する際に、切削バイトの切削誤差が顕著に現れないので、金型の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体の製造コストも抑制することができる。
【００１１】
上述の柱状三角プリズムレンズの高さは一定であることが好ましい。このような形状の光制御体は押出成形法に適している。
【００１２】
上述の互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂部のピーク間距離（Ｐ）と、頂部の曲面部の半径（Ｒ）が、
２０μm≦Ｐ≦１５０μm、
３μm≦Ｒ≦２５μm、
の範囲にあり、
かつ、該柱状三角プリズムレンズの頂角（φ）が、
(２π／３６０)×８０ｒａｄ≦φ≦(２π／３６０)×１１０ｒａｄ、
の範囲にあることが好ましい。この構成により、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。
【００１３】
上述の柱状三角プリズムレンズの左右の底角は互いに異なる、形状とすることができる。
【００１４】
上述の柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面は非平滑なエンボス面であることが好ましい。柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生し難い。
【００１５】
上述の光制御体に光拡散材が混入されていることが好ましい。柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生し難い。
【００１６】
上述の光制御体は光拡散材が混入された層を有することが好ましい。柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生し難い。
【００１７】
本発明に係る光制御体の製造方法は、光源から出射した光を集光させる光制御体を製造する方法であって、
互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なり、且つ該柱状三角プリズムレンズの頂部が略円弧の一部からなる曲面部を有する光制御体を成形するべく、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部を有する切削バイトを用いて金型を作成し、
該金型を用いて光制御体を成形する。光制御体を成形するための金型を切削バイトで切削する際に、切削バイトの切削誤差が顕著に現れないので、金型の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体の製造コストも抑制することができる。
【００１８】
このとき、演算装置によって乱数を発生させ、該乱数に基づいて柱状三角プリズムレンズの頂角の不規則性を定めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光有効利用率が高い光制御体及び該光制御体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る光制御体の実施形態を、図面に基づいて説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２１】
この光制御体１は、通例の光制御体と同様に、光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等の光制御用部材として用いられ、光源から出射した光を集光させるものである。
【００２２】
図１に示す光制御体１は、上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズ２が並列に配置されたフィルム又はシート状物であって、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角φ（図１５）が不規則に異なる構成とされている。
【００２３】
具体的には、柱状三角プリズムレンズ２の頂角φは、サイドローブ現象を抑制することができるように、（２π／３６０）×８０ｒａｄ≦φ≦（２π／３６０）×１１０ｒａｄの範囲とされ、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角は２π／３６０ｒａｄ以上異なるように形成されている。そのため、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率を向上させることができる。
【００２４】
ここで、本発明でいう「不規則」とは、少なくともある区間において、規則性がないことをいう。つまり、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂角が、全ての領域でランダムに異なる場合に限らず、少なくとも所定の区間内でランダムに異なっており、この区間内に形成された柱状三角プリズムレンズ群が周期的に並列に配置されても良い。このとき、所定の区間としては、モアレ模様を抑制できるように、１ｍｍ以下とすることが好ましい。ちなみに、柱状三角プリズムレンズ２の不規則性は、演算装置によって乱数を発生させ、この乱数に基づいて定めることができるが、この限りではない。
【００２５】
さらに図１に示す光制御体１は、互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズ２の頂部のピーク間距離Ｐ（図１５）が異なる構成とするべく、柱状三角プリズムレンズ２の左右の底角α、β（図１５）とが異なる形状としている。または、柱状三角プリズムレンズ２の左右の斜辺の長さが異なる形状としている。より確実にモアレ模様を抑制できる。また、各々の柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線になるので、柱状三角プリズムレンズ２が配置された側に他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が生じにくい。
【００２６】
しかも、図１に示す光制御体１は、柱状三角プリズムレンズ２の頂部が略円弧の一部からなる曲面部３を有している。そのため、詳細は後述するが、光制御体１を製造する際に金型の製造誤差が顕著に現れないので、製品歩留まりを大幅に改善できる。
【００２７】
柱状三角プリズムレンズ２の頂部のピーク間距離Ｐは、成形金型の彫刻精度及び賦形転写性の限界、並びに回折などの問題から２０μｍ以上とされ、液晶パネルのピクセル格子との干渉によるモアレ模様の抑制から１５０μｍ以下とされることが好ましい。このとき、柱状三角プリズムレンズ２の頂部の曲面部３の半径Ｒ（図１５）は、正面輝度を高くする効果を確保するためにプリズム平均ピッチの３０％、好ましくは２０％以下が良く、３μｍ以上、２５μｍ以下とされることが好ましい。
【００２８】
なお、図示は省略するが、柱状三角プリズムレンズ２が配置された反対側の面に、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が発生しないように、柱状三角プリズムレンズ２が配置された反対側の面は非平滑なエンボス面であることが好ましい。または、光制御体１の基材４内に光拡散材が混入されていることが好ましい。または、基材４は光拡散材が混入された層を有することが好ましい。
【００２９】
このような構成の光制御体１は、以下のように製造される。
光制御体１は、通例の光制御体と同様に、表面が平滑で厚さ精度が高い光透過性の延伸ＰＥＴフィルムを基材としてフィルムの一方の表面上に、紫外線硬化性樹脂を用いてプリズム形状を転写する２Ｐ成形法や放射線硬化樹脂を用いたＥＢ成形法で製造することができる。または光制御体１は、熱可塑性樹脂を溶融して一対の賦形ロールで圧搾及び冷却することにより、プリズム形状を転写賦形する押出成形法、平金型を用いた射出圧縮成形法等で製造することができる。
【００３０】
何れの製法においても、プリズム形状を転写賦形するロール状、或いは平板状の金型製作が必要となるが、溝の彫刻手段としてはＮＣ付きロール旋盤装置若しくはＮＣ付きシェーバー切削装置が用いられる。
【００３１】
例えば、切削バイトによって１ピッチ分ずつ金型を切削する方法が採られる。先ず切削バイトを所定の深さだけ切り込んでプリズム形状の１ピッチ分の切削を完了する。続いて切削バイトを１ピッチ分ロールの軸方向へ移動し、プリズム形状の１ピッチ分を切削する工程を繰り返す。
【００３２】
光制御体１を製造するための金型を切削する際には、以下の二種類の方法を好適に採用することができる。
【００３３】
第１の切削方法は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部５を有する三角形状の切削バイト６を用いて、金型７の溝底部が柱状三角プリズムレンズ２の曲面部３に倣った曲面部８を有するように切削する。
【００３４】
具体的には、この切削バイト６を、図２（ａ）に示すようにプリズム形状の一方の斜辺に合わせて傾斜させ、切削バイト６を金型７に対して斜め方向に進行させて所定の深さまで切り込む。そして、切削バイト６を一旦引き上げて、切削バイト６を回転させて、プリズム形状の他方側の斜辺に合わせて傾斜させ、図２（ｂ）に示すように切削バイト６を金型７に対して斜め方向に進行させて所定の深さまで切り込むと、プリズム形状の１ピッチ分の切削が完了する。この工程を繰り返して所定の個数の溝を切削する。そのため、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、切削バイト６に切削誤差が生じても、金型７の溝底部の形状が曲面であり、しかも切削バイト６の刃先頂部も曲面であるので、切削バイト６の切削誤差が顕著に現れない。特に、光制御体１の柱状三角プリズムレンズ２の頂角、ピーク間距離及び曲面部３の半径が異なる場合は、切削バイト６の切削誤差が生じやすいが、上述のように切削バイト６の切削誤差が顕著に現れないので、金型７の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体１の製造コストも抑制することができる。
【００３５】
第二の切削方法も、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部５を有する三角形状の切削バイト６を用いて、金型７の溝底部が柱状三角プリズムレンズ２の曲面部３に倣った曲面部８を有するように切削する。
【００３６】
具体的には、図４（ａ）に示すように、切削バイト６をプリズム形状の一方の斜辺に合わせて傾斜させ、切削バイト６を金型７に対して鉛直方向に進行させて所定の深さまで切り込む。そして、切削バイト６を一旦引き上げて、切削バイト６を回転させて、プリズム形状の他方側の斜辺に合わせて傾斜させ、図４（ｂ）に示すように切削バイト６を金型７に対して鉛直方向に進行させて所定の深さまで切り込むと、プリズム形状の１ピッチ分の切削が完了する。この工程を繰り返して所定の個数の溝を切削する。そのため、第二の切削方法も、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、切削バイト６に切削誤差が生じても、金型７の溝底部の形状が曲面であり、しかも切削バイト６の刃先頂部も曲面であるので、切削バイト６の切削誤差が顕著に現れない。特に、光制御体１の柱状三角プリズムレンズ２の頂角、ピーク間距離及び曲面部３の半径が異なる場合は、切削バイト６の切削誤差が生じやすいが、上述のように切削バイト６の切削誤差が顕著に現れないので、金型７の生産性が良く、安価に製造できる。したがって、光制御体１の製造コストも抑制することができる。
【００３７】
このように製造した金型７を用いて樹脂材料を成形し、光制御体１を製造する。金型７の溝底部は、曲面に形成されているので、金型７から光制御体１を脱形する際に、光制御体１の柱状三角プリズムレンズ２の頂部が損傷しにくい。
【００３８】
なお、光制御体１の形状は、図１に示した形状に限られず、図６〜図９に示すような柱状三角プリズムレンズ２を配置し、各柱状三角プリズムレンズ２の頂部を結んだ線が直線になるように、柱状三角プリズムレンズ２の高さＨを一定にしても良い。このような形状の光制御体１は押出成形法に適している。また、図１０〜図１２に示すような柱状三角プリズムレンズ２を配置し、各柱状三角プリズムレンズ２の頂部を結んだ線が折れ線になるようにしても良い。このような形状の光制御体１は、上述したようにモアレ模様及びサイドローブ現象の抑制に寄与するだけでなく、他の柱状レンズパターン付きフィルム又はシート状物を重ねても、密着模様斑が生じにくい。
【実施例】
【００３９】
＜実施例１＞
本実施例の光制御体１００は、図１３に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端（頂部）の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°＝（２π／３６０）×１１０ｒａｄ）、φｍｉｎ＝８０°＝（２π／３６０）×８０ｒａｄ）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β：αとの関係）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。なお、各要素は、図１５に示しており、他の実施例でも同様とする。
【００４０】
＜実施例２＞
本実施例の光制御体２００は、図１６に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°、φｍｉｎ＝８０°）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が一定（０．０４０ｍｍ）、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４１】
＜実施例３＞
本実施例の光制御体３００は、図１７に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°、φｍｉｎ＝８０°）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。
【００４２】
＜実施例４＞
本実施例の光制御体４００は、図１８に示すような形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定（０．００３０ｍｍ）、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則（φｍａｘ＝１１０°、φｍｉｎ＝８０°）とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が一定、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４３】
＜実施例５＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図８に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。
【００４４】
＜実施例６＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図９に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が直線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が折れ線とした。
【００４５】
＜実施例７＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図１１に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ＝α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４６】
＜実施例８＞
本実施例の光制御体は、具体的な図示は省略したが、上記実施形態の図１２に対応する形状に製造した。詳細には、図１４に示すように、柱状三角プリズムレンズ２の先端の丸み（Ｒ）が一定、柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ＝Ｐ）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の頂角（φ）が不規則とした。柱状三角プリズムレンズ２の一方の底角（α）が不規則、柱状三角プリズムレンズ２の他方の底角（β）がβ≠α、α側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の高さ（Ｈ２）が不規則、α側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ１）が不規則、β側の柱状三角プリズムレンズ２の幅（Ｗ２）が不規則とした。α側弦の半値幅（ｗ１）が不規則、β側弦の半値幅（ｗ２）が不規則、α側弦の高さ（ｈ１）が不規則、β側弦の高さ（ｈ２）が不規則、α側の弦の中心角（θ１）が不規則、β側の弦の中心角（θ２）が不規則とした。各柱状三角プリズムレンズ２の頂部天端を結んだ線が折れ線、各柱状三角プリズムレンズ２の谷部エッジを結んだ線が直線とした。
【００４７】
上記実施例１〜８の光制御体は、正面輝度の低下を起こさずにサイドローブを抑制することができ、光有効利用率が向上することが確認できた。ちなみに、本発明の光制御体１は、成形性などを考慮して実施例４の形態が最も好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態の光制御体を概略的に示した部分斜視図である。
【図２】金型を切削バイトで切削する工程を概略的に示した断面図である。
【図３】金型を切削バイトで切削する際に生じる誤差を示した説明図である。
【図４】金型を切削バイトで切削する異なる工程を概略的に示した断面図である。
【図５】金型を切削バイトで切削する際に生じる誤差を示した説明図である。
【図６】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図７】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図８】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図９】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１０】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１１】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１２】本発明の実施形態の異なる光制御体を概略的に示した部分側面図である。
【図１３】本発明の実施例１の光制御体を示した側面図である。
【図１４】実施例の柱状三角プリズムレンズの構成を詳細に示した図である。
【図１５】柱状三角プリズムレンズの各要素を示した説明図である。
【図１６】本発明の実施例２の光制御体を示した側面図である。
【図１７】本発明の実施例３の光制御体を示した側面図である。
【図１８】本発明の実施例４の光制御体を示した側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 光制御体
２ 柱状三角プリズムレンズ
３ 曲面部
４ 基材
５ 切削バイトの曲面部
６ 切削バイト
７ 金型
８ 金型の曲面部
１００ 光制御体
２００ 光制御体
３００ 光制御体
４００ 光制御体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光を集光させる光制御体であって、
該光制御体の上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズが並列に配置され、互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なる光制御体。
【請求項２】
互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角は２π／３６０ｒａｄ以上異なることを特徴とする、請求項１に記載の光制御体。
【請求項３】
互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角は、少なくとも１ｍｍの区間内で異なっており、該区間内に形成された柱状三角プリズムレンズ群が周期的に並列に配置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の光制御体。
【請求項４】
該柱状三角プリズムレンズの頂部は略円弧の一部からなる曲面部を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項５】
各柱状三角プリズムレンズの高さは一定であることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項６】
互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂部のピーク間距離（Ｐ）と、頂部の曲面部の半径（Ｒ）が、
２０μm≦Ｐ≦１５０μm、
３μm≦Ｒ≦２５μm、
の範囲にあり、
かつ、該柱状三角プリズムレンズの頂角（φ）が、
（２π／３６０）×８０ｒａｄ≦φ≦（２π／３６０）×１１０ｒａｄ、
の範囲にあることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項７】
該柱状三角プリズムレンズの左右の底角は互いに異なることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項８】
該柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面は非平滑なエンボス面であることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項９】
該光制御体に光拡散材が混入されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項１０】
該光制御体は光拡散材が混入された層を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項１１】
光源から出射した光を集光させる光制御体を製造する方法であって、
互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なり、且つ該柱状三角プリズムレンズの頂部が略円弧の一部からなる曲面部を有する光制御体を成形するべく、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部を有する切削バイトを用いて金型を作成し、
該金型を用いて光制御体を成形する光制御体の製造方法。
【請求項１２】
演算装置によって乱数を発生させ、該乱数に基づいて柱状三角プリズムレンズの頂角の不規則性を定めることを特徴とする、請求項１１に記載の光制御体の製造方法。
【請求項１】
光源から出射した光を集光させる光制御体であって、
該光制御体の上下面の一方の表面上に複数の柱状三角プリズムレンズが並列に配置され、互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なる光制御体。
【請求項２】
互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角は２π／３６０ｒａｄ以上異なることを特徴とする、請求項１に記載の光制御体。
【請求項３】
互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂角は、少なくとも１ｍｍの区間内で異なっており、該区間内に形成された柱状三角プリズムレンズ群が周期的に並列に配置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の光制御体。
【請求項４】
該柱状三角プリズムレンズの頂部は略円弧の一部からなる曲面部を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項５】
各柱状三角プリズムレンズの高さは一定であることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項６】
互いに隣り合う該柱状三角プリズムレンズの頂部のピーク間距離（Ｐ）と、頂部の曲面部の半径（Ｒ）が、
２０μm≦Ｐ≦１５０μm、
３μm≦Ｒ≦２５μm、
の範囲にあり、
かつ、該柱状三角プリズムレンズの頂角（φ）が、
（２π／３６０）×８０ｒａｄ≦φ≦（２π／３６０）×１１０ｒａｄ、
の範囲にあることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項７】
該柱状三角プリズムレンズの左右の底角は互いに異なることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項８】
該柱状三角プリズムレンズが配置された反対側の面は非平滑なエンボス面であることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項９】
該光制御体に光拡散材が混入されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項１０】
該光制御体は光拡散材が混入された層を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の光制御体。
【請求項１１】
光源から出射した光を集光させる光制御体を製造する方法であって、
互いに隣り合う柱状三角プリズムレンズの頂角が不規則に異なり、且つ該柱状三角プリズムレンズの頂部が略円弧の一部からなる曲面部を有する光制御体を成形するべく、刃先頂部に略円弧の一部からなる曲面部を有する切削バイトを用いて金型を作成し、
該金型を用いて光制御体を成形する光制御体の製造方法。
【請求項１２】
演算装置によって乱数を発生させ、該乱数に基づいて柱状三角プリズムレンズの頂角の不規則性を定めることを特徴とする、請求項１１に記載の光制御体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２０４９５２（Ｐ２００９−２０４９５２Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４７９６２（Ｐ２００８−４７９６２）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
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